RU2418898C1 - Composition for fire-proof treatment of polyamide fibres - Google Patents

Composition for fire-proof treatment of polyamide fibres Download PDF

Info

Publication number
RU2418898C1
RU2418898C1 RU2009147657/05A RU2009147657A RU2418898C1 RU 2418898 C1 RU2418898 C1 RU 2418898C1 RU 2009147657/05 A RU2009147657/05 A RU 2009147657/05A RU 2009147657 A RU2009147657 A RU 2009147657A RU 2418898 C1 RU2418898 C1 RU 2418898C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
fibers
fire
flame retardant
polyamide
Prior art date
Application number
RU2009147657/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталья Александровна Кейбал (RU)
Наталья Александровна Кейбал
Виктор Федорович Каблов (RU)
Виктор Федорович Каблов
Сергей Николаевич Бондаренко (RU)
Сергей Николаевич Бондаренко
Дмитрий Геннадьевич Гоношилов (RU)
Дмитрий Геннадьевич Гоношилов
Валентина Андреевна Соколова (RU)
Валентина Андреевна Соколова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ)
Priority to RU2009147657/05A priority Critical patent/RU2418898C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2418898C1 publication Critical patent/RU2418898C1/en

Links

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: composition contains the following in pts. wt: methylphosphite borate 15, water 85, triethanolamine 0.25 and copper sulphate 0.38-1.50. ^ EFFECT: high fire-resistance, strength, resistance to thermal-oxidative decomposition and endowing polyamide fibre with high strength of binding with isoprene rubber. ^ 2 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности, к составам огнезащитной обработки синтетических волокон, и может быть использовано в самолето-, автомобилестроении, резиновой промышленности и для других специальных целей.The invention relates to the textile industry, to compositions for flame retardant processing of synthetic fibers, and can be used in aircraft, automotive, rubber industry and for other special purposes.

Известен состав для огнезащитной отделки текстильных материалов из целлюлозных волокон, включающий продукт взаимодействия нитрилотриметилфосфоновой кислоты с азотсодержащим веществом и воду, причем в качестве азотсодержащего вещества он содержит мочевину (пат. 2184184 Россия, D06М 13/432; опубл. 27.06.01).A known composition for fire-retardant finishing of textile materials from cellulose fibers, including the product of the interaction of nitrilotrimethylphosphonic acid with a nitrogen-containing substance and water, moreover, it contains urea as a nitrogen-containing substance (US Pat. 2184184 Russia, D06M 13/432; publ. 06.27.01).

Однако применение данного состава требует сушки пропитанного корда при высокой температуре и предназначено только для материалов из хлопчатобумажных, льняных и вискозных волокон.However, the use of this composition requires drying the impregnated cord at high temperature and is intended only for materials from cotton, linen and viscose fibers.

Известен состав для огнестойкой обработки текстильных материалов, включающий производное хлорэндиковой кислоты и органический растворитель, причем с целью повышения огнестойкости материалов из полиамидных или целлюлозных волокон он дополнительно содержит трехокись сурьмы (авторское свидетельство 953045 СССР, D06М 13/20; опубл. 23.08.82).A known composition for flame retardant processing of textile materials, including a derivative of chloroendic acid and an organic solvent, and in order to increase the fire resistance of materials made of polyamide or cellulose fibers, it additionally contains antimony trioxide (copyright certificate 953045 USSR, D06M 13/20; publ. 23.08.82).

Однако данный состав отличается сложной рецептурой, а в качестве растворителя применяется токсичное вещество.However, this composition has a complex formulation, and a toxic substance is used as a solvent.

Так же известен состав для огнезащитной отделки химических волокон на основе 5-7%-ного водного раствора фосфорсодержащего мономера (Факрил-М) с использованием окислительно-восстановительной системы Fe2+-H2O2 (заявка на изобретение 93012912 Россия; опубл. 20.09.96).Also known composition for flame retardant chemical fibers based on a 5-7% aqueous solution of phosphorus-containing monomer (Fakril-M) using a redox system Fe 2+ -H 2 O 2 (application for invention 93012912 Russia; publ. 20.09 .96).

Однако данный состав необходимо прививать на волокна длительное время и при высокой температуре.However, this composition must be grafted onto the fibers for a long time and at high temperature.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является состав для огнезащитной обработки полиамидных волокон, включающий фосфорсодержащие соединение, воду, и дополнительно используется полиэтиленполиамин (патент 2344215 Россия D06M 13/50; опубл. 20.01.2009).Closest to the invention in technical essence is a composition for flame retardant treatment of polyamide fibers, including a phosphorus-containing compound, water, and polyethylene polyamine is additionally used (patent 2344215 Russia D06M 13/50; publ. 20.01.2009).

Однако данный состав не обеспечивает высокой прочности волокон, стойкости к термоокислительной деструкции, кроме того, его приготовление сопровождается сильным разогревом.However, this composition does not provide high fiber strength, resistance to thermal oxidative degradation, in addition, its preparation is accompanied by strong heating.

Задача: разработка состава для огнезащитной обработки полиамидных волокон, обеспечивающего повышенную огнестойкость и физико-механические показатели волокон.Objective: development of a composition for flame retardant treatment of polyamide fibers, providing increased fire resistance and physical and mechanical properties of the fibers.

Техническим результатом является повышение огнестойкости, прочности, стойкости к термоокислительной деструкции и придание полиамидному волокну повышенной прочности связи с резиной на основе изопренового каучука.The technical result is to increase fire resistance, strength, resistance to thermal oxidative degradation and giving the polyamide fiber increased bond strength with rubber based on isoprene rubber.

Поставленный технический результат достигается тем, что состав для огнезащитной обработки полиамидных волокон, включающий борат метилфосфита и воду, и дополнительно - триэтаноламин и сульфат меди при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: борат метилфосфита - 15,00, вода - 85,00, триэтаноламин - 0,25, сульфат меди - 0,38-1,50.The technical result is achieved in that the composition for flame retardant treatment of polyamide fibers, including methyl phosphite borate and water, and additionally triethanolamine and copper sulfate in the following ratio of components, parts by weight: methyl phosphite borate - 15.00, water - 85.00, triethanolamine - 0.25, copper sulfate - 0.38-1.50.

Нами установлено, что причиной повышения огнестойкости полиамидных волокон является образование тонкой огнезащитной пленки на поверхности волокон, которая ингибирует процесс горения за счет образования вспененного слоя с лучшей теплопроводностью, что ограничивает поступление кислорода к источнику горения.We found that the reason for increasing the fire resistance of polyamide fibers is the formation of a thin fire-retardant film on the surface of the fibers, which inhibits the combustion process due to the formation of a foamed layer with better thermal conductivity, which limits the flow of oxygen to the combustion source.

Повышение прочности волокна обусловлено локализацией микродефектов на его поверхности пропиточным составом, так как микродефекты являются первопричиной разрушения волокна при воздействии на него внешних напряжений.The increase in fiber strength is due to the localization of microdefects on its surface with an impregnating composition, since microdefects are the root cause of fiber destruction when external stresses are applied to it.

Адгезия полиамидного волокна к резине возрастает, по-видимому, за счет появления новых полярных функциональных групп на поверхности волокна, которые вступают в физическое взаимодействие с изопреновым каучуком.The adhesion of the polyamide fiber to rubber increases, apparently, due to the appearance of new polar functional groups on the surface of the fiber, which enter into physical interaction with isoprene rubber.

Борат метилфосфита использовался ранее, для огнезащитной модификации целлюлозных материалов (патент РФ 2254341 C1 C08В 15/05, опубл. 20.06.05).Methyl phosphite borate has been used previously for flame retardant modification of cellulosic materials (RF patent 2254341 C1 C08B 15/05, publ. 06/20/05).

Триэтаноламин (ТУ 6-02-916-79) применяется в качестве абсорбента «кислых» газов, как сырье для получения ПАВ, в фармацевтике и косметике.Triethanolamine (TU 6-02-916-79) is used as an absorbent of "acid" gases, as a raw material for the production of surfactants, in pharmaceuticals and cosmetics.

Сульфат меди (ТУ 2141-024-05774969-2003) применяют как протраву при крашении текстильных материалов, для консервирования дерева, протравливания семян, как пестицид, антисептическое и вяжущее лекарственное средство, пигмент в красках, для выделки кож.Copper sulfate (TU 2141-024-05774969-2003) is used as a mordant for dyeing textile materials, for preserving wood, for dressing seeds, as a pesticide, antiseptic and astringent medicine, pigment in paints, for leather dressing.

Применение данного состава позволяет существенно упростить модификацию полиамидных волокон. Так, для достижения положительного эффекта не требуется использования высококонцентрированных огнезащитных составов и охлаждение приготовленного состава. Использование 15%-ного водного раствора бората метилфосфита наиболее оптимально. Уменьшение концентрации бората метилфосфита не позволяет достичь эффекта самозатухания, а увеличение концентрации способствует снижению прочности волокон.The use of this composition can significantly simplify the modification of polyamide fibers. So, to achieve a positive effect, the use of highly concentrated flame retardant compounds and the cooling of the prepared composition are not required. The use of a 15% aqueous solution of methylphosphite borate is most optimal. A decrease in the concentration of methylphosphite borate does not allow the self-extinguishing effect to be achieved, and an increase in the concentration reduces the strength of the fibers.

При уменьшении или увеличении содержания триэтаноламина в огнезащитном составе ухудшаются огнезащитные и прочностные свойства полиамидных волокон.With a decrease or increase in the content of triethanolamine in the flame retardant composition, the flame retardant and strength properties of the polyamide fibers deteriorate.

При увеличении или уменьшении содержания в пропиточном составе сульфата меди снижается огнестойкость волокна и понижается прочность полиамидного волокна.With an increase or decrease in the content of copper sulfate in the impregnating composition, the fire resistance of the fiber decreases and the strength of the polyamide fiber decreases.

Необходимо отметить, что применение данного состава для огнезащитной обработки полиамидных волокон не требует высоких температур и сложного аппаратурного оформления.It should be noted that the use of this composition for flame retardant processing of polyamide fibers does not require high temperatures and complex hardware design.

Пример приготовления огнезащитного модифицирующего состава.An example of the preparation of flame retardant modifying composition.

В реактор с мешалкой, содержащий 15%-ный водный раствор бората метилфосфита, приливают при перемешивании триэтаноламин. Перемешивание проводят в течение 1-2 минут при комнатной температуре, затем добавляют сульфат меди и перемешивают 5 минут.Triethanolamine is poured into a stirred reactor containing a 15% aqueous solution of methylphosphite borate with stirring. Stirring is carried out for 1-2 minutes at room temperature, then copper sulfate is added and stirred for 5 minutes.

Получают пропиточные составы 1-4, рецептура которых приведена в таблице 1.Get impregnating compositions 1-4, the formulation of which is shown in table 1.

Составами 1-4 пропитывают в течение 1 минуты полиамидный корд марки 25 КНТС 1877 текс x1 х2 и высушивают при комнатной температуре (20°С) до постоянной массы. Затем термостатируют в течение 30 минут при 100°С.Compounds 1-4 are impregnated for 1 minute with a polyamide cord grade 25 KNTS 1877 tex x1 x2 and dried at room temperature (20 ° C) to constant weight. Then thermostat for 30 minutes at 100 ° C.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1. Образцы полиамидных волокон (длиной 20 см) помещают на 1 минуту в 15%-ный водный раствор бората метилфосфита, предварительно нейтрализованный триэтаноламином до ph 7 и содержащий 0,38 мас.ч. сульфат меди с последующей сушкой при комнатной температуре, затем проводят термостатирование в течение 30 минут при 100°С.Example 1. Samples of polyamide fibers (20 cm long) are placed for 1 minute in a 15% aqueous solution of methylphosphite borate, previously neutralized with triethanolamine to ph 7 and containing 0.38 wt.h. copper sulfate, followed by drying at room temperature, then thermostating is carried out for 30 minutes at 100 ° C.

Примеры 2-4 осуществляют по примеру 1, изменяя содержание сульфата меди.Examples 2-4 are carried out according to example 1, changing the content of copper sulfate.

Полученные образцы подвергают исследованию на стойкость к горению (ГОСТ 21793-76), прочность при разрывном напряжении (ГОСТ 20403-75), стойкость к термоокислительной деструкции (исследования проводились при температуре 500°С в течение 30 минут). Прочность связи пропитанного корда с резиной на основе изопренового каучука (Ф.Ф.Кошелев и др. Общая технология резины. - М.: Химия, 1978. - с.57) определяли Н-методом (ГОСТ 23785.7-89) на разрывной машине РМИ-60. Полученные результаты приведены в таблице 2.The obtained samples are tested for resistance to burning (GOST 21793-76), tensile strength (GOST 20403-75), resistance to thermal oxidative degradation (studies were carried out at a temperature of 500 ° C for 30 minutes). The bond strength of the impregnated cord with rubber based on isoprene rubber (F.F.Koshelev et al. General technology of rubber. - M .: Chemistry, 1978. - p.57) was determined by the N-method (GOST 23785.7-89) on a tensile testing machine -60. The results are shown in table 2.

Из таблицы видно, что с увеличением содержания сульфата меди улучшаются физико-механические показатели модифицированных волокон. Так, при обработке полиамидного волокна огнезащитным составом по рецепту 4 разрывная нагрузка увеличивается с 26,6 кгс до 34,7 кгс. Кроме того, модифицированные волокна проявляют большую стойкость к термоокислительной деструкции. Наличие коксового остатка 7,7% при 500°C у полиамидного волокна свидетельствует об эффективном действии огнезащитного состава, как катализатора коксообразования при термоокислительной деструкции исследованных волокон. Применение указанного состава способствует увеличению прочности связи полиамидного волокна с резиной, на основе изопренового каучука, с 4,2 кгс до 4,7 кгс при использовании состава по рецепту 4.The table shows that with an increase in the content of copper sulfate, the physical and mechanical properties of the modified fibers improve. So, when processing polyamide fiber with a flame retardant according to recipe 4, the breaking load increases from 26.6 kgf to 34.7 kgf. In addition, modified fibers exhibit greater resistance to thermal oxidative degradation. The presence of a coke residue of 7.7% at 500 ° C in the polyamide fiber indicates the effective action of the flame retardant composition, as a coke formation catalyst during thermal oxidative degradation of the studied fibers. The use of this composition helps to increase the bond strength of the polyamide fiber with rubber, based on isoprene rubber, from 4.2 kgf to 4.7 kgf when using the composition of recipe 4.

Таблица 1Table 1 Компоненты составаComposition Components Содержание компонентов, мас.ч.The content of components, parts by weight 1one 22 33 4four Борат метилфосфитаMethyl Phosphite Borate 15,0015.00 15,0015.00 15,0015.00 15,0015.00 ВодаWater 85,0085.00 85,0085.00 85,0085.00 85,0085.00 ТриэтаноламинTriethanolamine 0,250.25 0,250.25 0,250.25 0,250.25 Сульфат медиCopper sulphate 0,380.38 0,750.75 1,131.13 1,501,50

Таблица 2table 2 СвойстваThe properties Исх. волокноRef. fiber Показатели для композицийPerformance for Compositions 1one 22 33 4four Разрывная нагрузка, кгсBreaking load, kgf 26,626.6 28,628.6 28,528.5 32,532,5 34,734.7 Удлинение, ммElongation mm 29,329.3 35,335.3 34,734.7 36,036.0 35,735.7 ОгнестойкостьFire resistance горитburns затухаетfades out затухаетfades out затухаетfades out затухаетfades out Коксовый остаток (500°C 30 мин.)Coke residue (500 ° C 30 min.) 00 6,26.2 7,77.7 7,67.6 6,26.2 Адгезия к резине, кгсAdhesion to rubber, kgf 4,24.2 4,34.3 4,54,5 4,44.4 4,74.7

Технико-экономический эффект, полученный от применения данного состава, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить огнестойкость, прочность, стойкость к термоокислительной деструкции и адгезию к резине на основе изопренового каучука полиамидных волокон, уменьшить расход реагентов, не требует сложного аппаратурного оформления, длительного времени обработки, что позволяет избежать многостадийности обработки.The technical and economic effect obtained from the use of this composition is that its use can significantly increase fire resistance, strength, resistance to thermo-oxidative degradation and adhesion to rubber based on isoprene rubber of polyamide fibers, reduce the consumption of reagents, does not require complex hardware design, long processing time, which avoids multi-stage processing.

Claims (1)

Состав для огнезащитной обработки полиамидных волокон, включающий борат метилфосфита и воду, отличающийся тем, что содержит дополнительно триэтаноламин и сульфат меди при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Борат метилфосфита 15,00 Вода 85,00 Триэтаноламин 0,25 Сульфат меди 0,38-1,50
Composition for flame retardant treatment of polyamide fibers, including methyl phosphite borate and water, characterized in that it additionally contains triethanolamine and copper sulfate in the following ratio of components, parts by weight:
Methyl Phosphite Borate 15.00 Water 85.00 Triethanolamine 0.25 Copper sulphate 0.38-1.50
RU2009147657/05A 2009-12-21 2009-12-21 Composition for fire-proof treatment of polyamide fibres RU2418898C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009147657/05A RU2418898C1 (en) 2009-12-21 2009-12-21 Composition for fire-proof treatment of polyamide fibres

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009147657/05A RU2418898C1 (en) 2009-12-21 2009-12-21 Composition for fire-proof treatment of polyamide fibres

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2418898C1 true RU2418898C1 (en) 2011-05-20

Family

ID=44733696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009147657/05A RU2418898C1 (en) 2009-12-21 2009-12-21 Composition for fire-proof treatment of polyamide fibres

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2418898C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sheikh et al. Multifunctional modification of linen fabric using chitosan-based formulations
Lam et al. Developments in functional finishing of cotton fibres–wrinkle-resistant, flame-retardant and antimicrobial treatments
Jiang et al. Synthesis of novel reactive N-halamine precursors and application in antimicrobial cellulose
CN110273295B (en) Flame-retardant antibacterial ammonium phytate finishing agent for cellulose fibers and finishing method thereof
CN101871167B (en) A kind of preparation method of antibacterial cellulose fabric
Li et al. N-halamine-bonded cotton fabric with antimicrobial and easy-care properties
EP1857586A1 (en) Flame-retardant polyester fiber and method for producing same
RU2418899C1 (en) Composition for fire-proof treatment of synthetic fibres
RU2481428C1 (en) Composition for fire-proof treatment of polyester fibres
CN105239390A (en) Production process of flame-retardant woolen sweater
Zhao et al. A sustainable approach to enhance flame retardant, antibacterial and UV resistance of lyocell fabrics treated with luffa phosphate derivatives and emodin
Ali et al. Nanoparticles: A potential alternative to classical fire retardants for textile substrates
RU2418898C1 (en) Composition for fire-proof treatment of polyamide fibres
US20150107029A1 (en) Fabric having ultraviolet radiation protection, enhanced resistance to degradation, and enhanced resistance to fire
RU2418897C1 (en) Composition for fire-proof treatment of synthetic fibres
RU2344215C1 (en) Composition for fireproof processing of polyamide fibres
RU2435890C1 (en) Composition for fire-proof treatment of polyether fibres
RU2378428C1 (en) Composition for fire-resistant treatment of polyamide fibres
Li et al. Biocidal activity of n-halamine methylenebisacrylamide grafted cotton
RU2378427C1 (en) Method for modification of polyamide fibres
CA3117601C (en) Functionalized materials and compounds
RU2330135C1 (en) Mixture for fire-proof processing of synthetic fibres
RU2346095C1 (en) Method for modification of polyamide fibers
Jin et al. Highly sticky caramel modified coating for multifunctional polyamide 6 fabric: UV blocking, anti-bacterial and flame retardancy
RU2330136C1 (en) Method of modifying synthetic fibre

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131222